JP2011211574A - スピーカ用振動板及びこれを用いたスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】各種音響機器に用いられるトラック型のスピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカに関するものであり、振動板の不要共振による異常音の発生やローリング現象の発生によるギャップ不良や振動板のエッジがフレームに接触することにより発生するビリツキ不良の低減が課題であった。
【解決手段】トラック形状の外形を有する振動板本体の外周部に、エッジと、このエッジの外周部にガスケットをエッジと同じ材料で振動板本体の外周部と一体成形して設け、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けるとともに、トラック形状の両端部の半円弧部のエッジに制振剤を塗布した部分を有してスピーカ用振動板を構成することで、振動板の不要共振による異常音の発生やギャップ不良やビリツキ不良を低減させる構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種音響機器に用いられるスピーカ用振動板に関するものであり、特に幅の狭い辺を有するスリムタイプのスピーカに用いられるトラック型のスピーカ用振動板に関するものである。

従来、この種のスピーカ用振動板は、図８から図１２に示されるような構成を有していた。

図８から図１２は従来のスリムタイプのスピーカに用いられるトラック型のスピーカ用振動板を示したものである。

図８は、トラック型のスピーカ用振動板の平面図であり、図９はこのトラック型のスピーカ用振動板の短径方向の断面図であり、図１０はこのトラック型のスピーカ用振動板の短径方向の要部拡大断面図であり、図１１はこのトラック型のスピーカ用振動板の長径方向の断面図であり、図１２はこのトラック型のスピーカ用振動板の長径方向の要部拡大断面図をそれぞれ示したものである。

図８から図１２に示すように、７はスリムタイプのスピーカに用いられるトラック型のスピーカ用振動板であり、そのうち７ａは振動板本体であり、７ｂは振動板本体７ａの外周部に設けられたエッジであり、７ｃはエッジ７ｂの外周部にさらに設けられたガスケットである。

ここで、エッジ７ｂは布や発泡材などから構成されることが多く、エッジ７ｂの外周部に設けられたガスケット７ｃは樹脂や紙などから構成されることが多かった。

また、近年では、生産性の向上や組立精度向上のため、振動板本体７ａをインサートしてエッジ７ｂとガスケット７ｃを一体成形したタイプのスピーカ用振動板も使用されている。

この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。

特開平７−１５７９３号公報 実開昭６０−１８１９９３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、例えば大画面テレビなどに用いられるトラック型のスピーカで、かつハイパワーの入力が望まれるような場合においては、振動板の不要共振による異常音の発生や振動板のローリング現象が発生し、このローリング現象により、振動板や、この振動板に結合されたボイスコイルの上下振幅が不安定になり、よってボイスコイルが磁気ギャップに接触してギャップ不良が多発してしまうという課題を有するものであった。

この振動板の不要共振による異常音の発生やローリング現象によるギャップ不良が多発してしまう要因としては、先ず、不要共振による異常音の発生については、トラック型の振動板の長径方向の両端部近傍の振動板の形状が短径方向と比較して平面に近くなるために不要共振を発生し、これにより異常音が発生するというトラック型の振動板の宿命的な課題であった。

すなわち、トラック型の振動板の長径方向の両端部近傍の振動板の形状は、短径方向と比較してボイスコイルとの結合角度が大きくなるため、ボイスコイルの振動を受けるには形状剛性が不足し、加えてボイスコイルからの距離も遠くなることが主要因であった。

さらに、ローリング現象によるギャップ不良については、振動板の重量バランスの不均等やエッジの柔軟度バランスの不均等によるものが多く、特にトラック型の振動板の長径方向にシーソー現象として発生するものが多かった。

そして、振動板の重量バランスの不均等やエッジの柔軟度バランスの不均等は、エッジ自体の柔軟度や重量のばらつきによるもの、さらに振動板本体とエッジの結合時の接着剤塗布量や接着剤塗布位置のばらつきにより発生するものが多かった。

また、上述した振動板まわりの要因以外に、ダンパー等他の支持系や磁気回路等の駆動系まわりから発生することもあった。

さらに、振動板のローリング現象の発生によるギャップ不良以外にも、振動板の一部であるエッジがフレームに接触することにより異常音を発生するビリツキ不良も多発してしまうという課題を有するものでもあった。

本発明は上記課題を解決するもので、振動板の不要共振による異常音の発生や、振動板のローリング現象によるギャップ不良や、振動板の一部であるエッジがフレームに接触することにより異常音を発生するビリツキ不良を防止できるトラック形状の外形を有するスピーカ用振動板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明はトラック形状の外形を有する振動板本体の外周部に、エッジと、このエッジの外周部にガスケットをエッジと同じ材料で振動板本体の外周部と一体成形して設けたスピーカ用振動板で、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けるとともに、トラック形状の両端部の半円弧部のエッジに制振剤を塗布した部分を有してスピーカ用振動板を構成したものである。

この構成により、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けることで、振動板をスピーカのフレームに結合して振幅させたときに、
可動部であるエッジの外周部をフレームから段差に相当する寸法分だけ離間させることができ、可動部であるエッジがスピーカのフレームに接触することによるビリツキや、はみ出した接着剤が接触することによるビリツキを防止することができる。

そして、トラック形状の両端部の半円弧部のエッジに制振剤を塗布した部分を有することで、振動板の不要共振が発生しやすい部分を制振剤により抑制して異常音の発生を防止し、特にトラック型の振動板の長径方向にシーソー現象として発生する振動板のローリング現象の発生も抑制してギャップ不良を防止することができる。

以上のように、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けるとともに、トラック形状の両端部の半円弧部のエッジに制振剤を塗布した部分を有してスピーカ用振動板を構成することにより、通常スペースファクターに優れたトラック形状の外形を有するスピーカ用振動板を用いたスピーカに多く発生する形状的な宿命である振動板の不要共振による異常音の発生や、振動板のローリング現象によるギャップ不良や、エッジとフレームの接触により発生するビリツキ不良を低減させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明のスピーカ用振動板の平面図 本発明のスピーカ用振動板の短径方向の断面図 本発明のスピーカ用振動板の短径方向の要部拡大断面図 本発明のスピーカ用振動板の長径方向の断面図 本発明のスピーカ用振動板の長径方向の要部拡大断面図 本発明のスピーカの断面図 本発明のスピーカの断面図 従来のスピーカ用振動板の平面図 従来のスピーカ用振動板の短径方向の断面図 従来のスピーカ用振動板の短径方向の要部拡大断面図 従来のスピーカ用振動板の長径方向の断面図 従来のスピーカ用振動板の長径方向の要部拡大断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明について説明する。

図１から図５は、本発明のトラック型のスピーカ用振動板と、その要部拡大図を示したものである。

図１は、トラック型のスピーカ用振動板の平面図であり、図２はこのトラック型のスピーカ用振動板の短径方向の断面図であり、図３はこのトラック型のスピーカ用振動板の短径方向の要部拡大断面図であり、図４はこのトラック型のスピーカ用振動板の長径方向の断面図であり、図５はこのトラック型のスピーカ用振動板の長径方向の要部拡大断面図をそれぞれ示したものである。

図１から図５に示すように、２７はスリムタイプのスピーカに用いられるトラック型のスピーカ用振動板であり、そのうち２７ａは振動板本体であり、２７ｂは振動板本体２７ａの外周部に設けられたエッジであり、２７ｃはエッジ２７ｂの外周部にさらに設けられたガスケットである。

ここで、本発明によるスピーカ用振動板は、トラック形状の外形を有する振動板本体２７ａの外周部に、エッジ２７ｂと、このエッジ２７ｂの外周部にガスケット２７ｃをエッジと同じ材料で振動板本体の外周部と一体成形して設け、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差２７ｄを設けるとともに、トラック形状の両端部の半円弧部２７ｆのエッジに制振剤２７ｅを塗布した部分を有して構成している。

そして、生産性の向上や組立精度向上のため、振動板本体２７ａをインサートしてエッジ２７ｂとガスケット２７ｃを同時に一体成形している。

このように、インサートすることで、単なる接合に比べて振動板本体２７ａとエッジ２７ｂとの結合強度を高めることができ、より大きな入力に耐えることが可能となり、さらなるハイパワー化を実現することができる。

そして、同時に一体成形することで、生産性を向上させ、その結果低コスト化を図ることができる。

次に、図５について詳述すると、図５は本発明のスピーカ用振動板の長径方向のエッジ要部の拡大断面図であり、トラック形状の両端部の半円弧部のエッジに制振剤２７ｅを塗布した部分を有している状態を示したものである。

ここで、この制振剤２７ｅの塗布については、トラック形状の両端部の半円弧部２７ｆのエッジ全体に大量塗布して大きな制振効果を発揮させても良く、また、トラック形状の両端部の半円弧部２７ｆのエッジの一部のみに少量塗布して僅かな制振効果を発揮させても良い。

これらの塗布量や塗布位置については、自由に選択することが可能であり、要求される特性や音質と制振効果を発揮させる割合を考慮して塗布することが望ましい。

このような構成とすることで、振動板の不要共振が発生しやすいトラック型の振動板の長径方向の両端部分を制振剤２７ｅにより不要共振を抑制して異常音の発生を防止し、さらにトラック型の振動板の長径方向のエッジによる支持力を強化して、振動板の長径方向にシーソー現象として発生する振動板のローリング現象の発生も抑制してギャップ不良を防止することができる。

そして、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けることで、振動板をスピーカのフレームに結合して振幅させたときに、可動部であるエッジの外周部をフレームから段差に相当する寸法分だけ離間させることができ、可動部であるエッジがスピーカのフレームに接触することによるビリツキや、はみ出した接着剤が接触することによるビリツキを防止することができる。

ここで段差は、０．５ｍｍ以上であれば、十分な効果が得られる。

０．５ｍｍ以下になれば、エッジのロール外周部とフレームとの接着ずれ寸法を吸収できず効果が低減し、大きく設定しすぎると当り音の発生防止効果は高められるもののスピーカの全高寸法も大きくなってしまい、薄型化を実現しにくくなる。

またここで、制振剤としては、現存するエッジ塗料や接着剤や粘着剤等の中から自由に選択することが可能である。

制振剤をエッジ塗料とした場合は、本来エッジ共振の抑制を目的として開発されたものであるため、柔軟性に富み振動板の振幅を制限することなく、振動板の不要共振を集中的に抑制して異常音の発生を防止することができる。

また、制振剤を接着剤とした場合は、接着剤の種類にもよるが、前述のエッジ塗料に比べて総じて柔軟性には乏しいが、その分振動板の振幅を制限する効果が大きく、振動板の不要共振の抑制に加え、振動板の長径方向にシーソー現象として発生する振動板のローリング現象の発生を強力に抑制してギャップ不良を防止することができる。

さらに、制振剤を粘着剤とした場合は、粘着剤の種類にもよるが、前述のエッジ塗料と接着剤の両方の効果をバランス良く有しており、適度な振動板の不要共振の抑制に加え、振動板の長径方向にシーソー現象として発生する振動板のローリング現象の発生も適度に抑制してギャップ不良を防止することができる。

よって、これらの制振剤としての種類とその柔軟度や硬度について、要求される特性や音質と制振効果や振幅抑制効果を発揮させる割合を考慮して選択し、塗布することが望ましい。

また、これらの制振剤のうち１種類を、柔軟度を変えて塗布位置を限定しながら数箇所に塗布しても良く、さらに多種類の制振剤をその塗布位置を限定しながら数箇所に塗布しても良く、このように自由に組合せて塗布することもでき、これにより組合せた効果を発揮させることができる。

そして、制振剤をシリコン系材料、すなわちシリコン材料や変性シリコン材料から構成することで、シリコン系材料の特長である耐湿性や耐水性等の耐久性に優れ温度特性が安定しているため、周囲温度や湿度による特性や音質および制振効果や振幅抑制効果に変化のない安定したスピーカ用振動板を得ることができる。

さらに、振動板本体を抄紙振動板から構成させることで、特性や音質の自由度を向上させ、市場ニーズに合致した特性つくりや音つくりが可能なスピーカ用振動板を得ることができる。

一方、振動板本体を樹脂振動板から構成させることで、生産性が高く、振動板形状の設計自由度と精度が高く、耐湿や耐水信頼性に優れたスピーカ用振動板を得ることができる。

ここで、抄紙振動板や樹脂振動板に竹からなる材料を使用することで、その物性から振動板の強度を向上させることができ、良好な音質と、品質および信頼性を向上させることができ、加えて良好な環境対応も実現することができる。

よって、上述したエッジの形状効果に加え、振動板にも改善を実施することで、特性や音質の向上、品質や信頼性の向上、生産性や環境対応の向上と大きな相乗効果を発揮させることができる。

また、エッジとガスケットを高分子材料から構成させることで、高分子材料の有する柔軟性や弾性と自身の伸びによるリニアリティに優れたスピーカ用振動板を得ることができる。

このように、柔軟性に富む高分子材料から構成することで、エッジ本来の音響再生能力を向上させるとともに、同じ柔軟性に富む高分子材料を使用してガスケットを一体構成することで、別体として使用していたガスケットがある場合は、これを削減することも可能となり、生産性向上や部品点数削減によるコスト低減効果も発揮させることができる。

ここで、高分子材料としてはゴム系材料を代表として、柔軟な合成樹脂系材料や合成繊維系材料、セルロース系材料を使用し、よく使用される材料としては、ＳＢＲやＮＢＲ、エラストマー等があり、それぞれの使用上の要求に合わせてその柔軟性や音質上の特徴等を考慮して選択することが望ましい。

さらに、エッジとガスケットを発泡材料から構成させることで、発泡材料の有する低密度や高内部損失や軽量化による音質の向上やエッジ共振の低減化による周波数特性の良好化、さらには音圧レベルの向上を図れる優れたスピーカ用振動板を得ることができる。

ここで、発泡材料としては発泡ゴムや発泡エラストマー等があり、それぞれの使用上の要求に合わせてその発泡倍率や材料物性の特徴等を考慮して選択することが望ましい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明について説明する。

図６および図７は本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図である。

図６に示すように、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。

この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合している。このフレーム２６の周縁部に、請求項１に記載の振動板２７の外周を接着している。

そして、この振動板２７の中心部にボイスコイル２８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように結合して構成している。

以上は、内磁型の磁気回路２４を有するスピーカについて説明したが、これに限定されず、図７に示すように、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用しても良い。

この構成により、実施の形態１において説明したように、振動板の不要共振が発生しやすいトラック型の振動板の長径方向の両端部分を制振剤２７ｅにより不要共振を抑制して異常音の発生を防止し、さらにトラック型の振動板の長径方向のエッジによる支持力を強化して、振動板の長径方向にシーソー現象として発生する振動板のローリング現象の発生も抑制してギャップ不良を防止することができる。

加えて、エッジの外周部とガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けることで、可動部であるエッジの外周部をフレームから段差に相当する寸法分だけ離間させることができ、可動部であるエッジがスピーカのフレームに接触することによるビリツキや、はみ出した接着剤が接触することによるビリツキを防止することができる。

よって、通常スペースファクターに優れたトラック形状の外形を有するスピーカ用振動板を用いたスピーカに多く発生する形状的な宿命である振動板の不要共振による異常音の発生や、振動板のローリング現象によるギャップ不良や、エッジとフレームの接触により発生するビリツキ不良を低減させることができる。

さらに、生産性も向上でき、環境面やコスト面に関しても優れたスピーカとすることができる。

そしてこの効果は、特にトラック形状の外形を有するスピーカ用振動板を用いたスピーカ口径のアスペクト比が大きな矩形形状やトラック形状の外形を有するスピーカに有効であり、これらの矩形形状やトラック形状の外形を有するスピーカのハイパワー化を図ることも可能となる。

本発明にかかるスピーカ用振動板は、振動板の不要共振による異常音の発生や、振動板のローリング現象によるギャップ不良や、振動板のエッジがフレームに接触することにより発生するビリツキ不良を低減させる矩形形状やトラック形状の外形を有するスピーカに適用できる。

７ 振動板
７ａ 振動板本体
７ｂ エッジ
７ｃ ガスケット
２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ ヨーク
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２６ フレーム
２７ 振動板
２７ａ 振動板本体
２７ｂ エッジ
２７ｃ ガスケット
２７ｄ 段差
２７ｅ 制振剤
２７ｆ トラック形状の両端部の半円弧部
２８ ボイスコイル

Claims (12)

1. トラック形状の外形を有する振動板本体の外周部に、エッジと、このエッジの外周部にガスケットを前記エッジと同じ材料で前記振動板本体の外周部と一体成形して設けたスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板は、前記エッジの外周部と前記ガスケットの内周部との繋ぎ目部分に全周にわたり段差を設けるとともに、前記トラック形状の両端部の半円弧部の前記エッジに制振剤を塗布した部分を有してなるスピーカ用振動板。
2. 制振剤はエッジ塗料とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
3. 制振剤は接着剤とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
4. 制振剤は粘着剤とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
5. 制振剤はシリコン系材料からなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
6. 振動板本体の外周部をインサート成形してなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
7. 振動板本体が抄紙振動板からなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
8. 振動板本体が樹脂振動板からなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
9. エッジとガスケットは高分子材料からなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
10. エッジとガスケットは発泡材料からなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
11. エッジとガスケットとを、振動板本体と同時に一体成形してなる請求項１記載のスピーカ用振動板。
12. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１記載のスピーカ用振動板と、このスピーカ用振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカ。

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